KR20110024395A - 탄소-세라믹 브레이크 디스크 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크는, 제1몸체와 제2몸체로 구성된 몸체; 상기 제1몸체로부터 돌출된 구획벽 사이 공간에 형성된 제1마찰층; 및 상기 제2몸체로부터 돌출된 구획벽 사이 공간에 형성된 제2마찰층;을 포함한다.
본 발명에 따르면, 마찰층은 우수한 내산화 특성을 가진다. 또한, 마찰층의 표면이 균일하게 마모된다. 또한, 탄소-세라믹 브레이크 디스크의 교체시기를 정확하게 알 수 있다. 또한, 탄소-세라믹 브레이크 디스크 제조시 발생하는 마찰층 표면의 균열 간격을 일정하게 조절할 수 있다.
Description
본 발명은 탄소-세라믹 브레이크 디스크에 관한 것이다.
자동차 브레이크는 드럼식 브레이크와 디스크식 브레이크로 구분된다.
디스크식 브레이크는 디스크와 패드로 구성된다.
디스크식 브레이크는 디스크의 표면과 패드의 마찰로 발생 되는 마찰력으로 디스크의 회전을 늦추거나 멈추게 함으로써, 바퀴의 회전을 늦추거나 멈추게 한다. 따라서, 디스크와 패드는 경량이면서, 내열충격성, 내식성, 내마모성, 고강도, 높은 마찰계수를 가져야 한다. 이를 위해, 경량이고, 내마모성 및 내열충격성을 가진 탄소 섬유 강화 세라믹 복합체로 디스크와 패드를 만든다.
이하, 탄소 섬유 강화 세라믹 복합체로 만들어진 디스크를 탄소-세라믹 브레이크 디스크라 칭한다.
탄소-세라믹 브레이크 디스크는 몸체, 몸체의 상하면에 적층된 마찰층으로 구성된다.
마찰층은 0.1~수 mm 정도의 두께를 가진다. 마찰층은 패드와 마찰할수록 마 모되어, 그 두께가 감소한다.
자동차 제동성능이 일정하게 유지되기 위해서는, 마찰층의 표면이 일정하게 마모되어야 한다. 마찰층의 표면이 일정하게 마모되기 위해서는, 탄소-세라믹 브레이크 디스크 제조 시, 마찰층의 두께가 균일해야 한다.
한편, 탄소-세라믹 브레이크 디스크의 교체시기를 정확히 알기 위해서는, 마찰층의 마모 정도를 육안으로 확인할 수 있어야 한다.
한편, 탄소-세라믹 브레이크 디스크 제조 시, 탄소-세라믹 브레이크 디스크가 냉각될 때, 몸체는 열팽창 계수가 작고, 마찰층은 열팽창 계수가 크므로, 마찰층에 균열이 발생한다. 이러한 이유로 발생 된 균열은, 탄소-세라믹 브레이크 디스크 사용중에 새롭게 발생하는 균열과 구별이 가지 않는다.
본 발명의 목적은, 첫째, 외부공기와 접촉하는 마찰층이 우수한 내산화 특성을 가지게 하는 데 있다.
둘째, 탄소-세라믹 브레이크 디스크 제조시 마찰층의 두께를 균일하게 하는 데 있다.
셋째, 마찰층의 마모정도를 육안으로 쉽게 확인하는 데 있다.
넷째, 마찰층에 폭이 좁고 크기가 일정한 균열을 발생시키는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크는, 제1몸체와 제2몸체로 구성된 몸체; 상기 제1몸체로부터 돌출된 구획벽 사이 공간에 형성된 제1마찰층; 및 상기 제2몸체로부터 돌출된 구획벽 사이 공간에 형성된 제2마찰층;을 포함한다.
또한, 상기 목적은, 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제1혼합물을 성형틀에 넣는 제1단계; 상기 제1혼합물을 구획벽의 형상이 바닥면에 음각된 프레스로 가열/가압하여, 제1몸체와 상기 구획벽을 만드는 제2단계; 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제2혼합물을 상기 구획벽 사이 공간에 채워 넣는 제3단계; 상기 제2혼합물을 상기 프레스로 가열/가압하여 제1마찰층을 만드는 제4단계; 상기 구획벽과 상기 제1몸체와 상기 제1마찰층으로 구성된 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 상기 성형틀부터 꺼내는 제5단계; 상기 제1단계 내지 제5단계를 반복하여 제 2 탄소- 세라믹 브레이크 디스크 성형체를 만들고, 상기 성형틀로부터 상기 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 꺼내는 제6단계; 상기 성형틀에 상기 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체와, 냉각채널의 형상을 가진 가연체와, 상기 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 순서대로 쌓고, 상기 프레스로 가열/가압하여 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 만드는 제7단계; 상기 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체에 열을 가하여, 탄화시키는 제8단계; 및 상기 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체가 탄화되어 만들어진 탄소-세라믹 브레이크 디스크 탄화체에 규소를 녹여 침투시킨 후, 연마하는 제9단계;를 포함하는 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법에 의해 달성된다.
또한, 상기 목적은, 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제1혼합물을 성형틀에 넣는 제1단계; 상기 제1혼합물을 프레스로 가열/가압하여, 제1몸체를 만드는 제2단계; 상기 제1몸체의 표면에 기계가공으로 구획벽을 만드는 제3단계; 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제2혼합물을 상기 구획벽 사이 공간에 채워 넣는 제4단계; 상기 제2혼합물을 상기 프레스로 가열/가압하여 제1마찰층을 만드는 제5단계; 상기 구획벽과 상기 제1몸체와 상기 제1마찰층으로 구성된 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 상기 성형틀부터 꺼내는 제6단계; 상기 제1단계 내지 제6단계를 반복하여 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 만들고, 상기 성형틀로부터 상기 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 꺼내는 제7단계; 상기 성형틀에 상기 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체와, 냉각채널의 형상을 가진 가연체와, 상기 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 순서대로 쌓고, 상기 프레스로 가열/가압하여 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 만드는 제8단계; 상기 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체에 열을 가하여, 탄화시키는 제9단계; 및 상기 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체가 탄화되어 만들어진 탄소-세라믹 브레이크 디스크 탄화체에 규소를 녹여 침투시킨 후, 연마하는 제10단계;를 포함하는 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크는,
첫째, 마찰층이 SiC 75 wt% 이상, Si 0~25 wt% 그리고 C 0.5 wt% 이하의 성분조성비율을 가진다. 따라서, 외부공기와 접촉하는 마찰층의 탄소 성분이 0.5 wt%이하므로, 마찰층은 우수한 내산화 특성을 가진다.
둘째, 구획벽 사이의 공간에 제2혼합물을 채워넣어 마찰층을 만드므로, 구획벽의 높이와 마찰층의 높이가 같게 된다. 따라서, 마찰층의 높이를 균일하게 만들 수 있어, 마찰층의 표면이 균일하게 마모된다.
셋째, 마찰층은 밝은 은색이고, 구획벽은 어두운 회색 또는 검은색이므로 마찰층과 구획벽을 육안으로 쉽게 구분할 수 있다. 마찰층과 구획벽은 함께 마모되므로, 구획벽이 보이지 않으면 마찰층도 완전히 마모된 것이다. 따라서, 탄소-세라믹 브레이크 디스크의 교체시기를 정확하게 알 수 있다.
넷째, 탄소-세라믹 브레이크 디스크 제조시, 마찰층에 발생한 균열이 구획벽으로 인해, 더 이상 진행되지 못한다. 따라서, 구획벽 사이 공간의 폭만 조절하면 균열의 간격도 일정하게 조절할 수 있다. 이렇게 균열의 간격이 일정하게 조절되 면, 탄소-세라믹 브레이크 디스크 사용중에 발생하는 새로운 균열과 구별이 쉽다. 또한, 탄소-세라믹 브레이크 디스크 제조시 좁고 일정한 폭으로 조절된 균열은 보기에도 좋다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 단면 Ⅱ-Ⅱ를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크(100)는, 몸체(110), 마찰층(120), 구획벽(130)으로 구성된다.
상기 탄소-세라믹 브레이크 디스크(100)의 중심부에는 축공(101)이 뚫려있다.
상기 몸체(110)은, 제1몸체(111)와 제2몸체(112)로 구성된다.
상기 제1몸체(111)와 제2몸체(112)사이에는 냉각채널(113)이 형성된다.
상기 냉각채널(113)을 통해 공기가 들어와서, 탄소-세라믹 브레이크 디스크(100)를 냉각시킨다.
상기 제1몸체(111)와 제2몸체(112)는, SiC 25~50 wt%, Si 0~25 wt% ,C 30~60 wt%의 성분조성비율을 가진다. 이러한 성분조성비율로 인해, 제1몸체(111)와 제2몸체(112)는 어두운 회색 또는 검은색을 띈다.
상기 마찰층(120)은, 제1마찰층(121), 제2마찰층(122)으로 구성된다.
상기 제1마찰층(121)은 제1몸체(111)로부터 돌출된 구획벽(130) 사이 공간에 형성된다.
상기 제2마찰층(122)은 제2몸체(112)로부터 돌출된 구획벽(130) 사이 공간에 형성된다.
상기 제1마찰층(121)과 제2마찰층(122)은, SiC 75 wt% 이상, Si 0~25 wt%, C 0.5 wt% 이하의 성분조성비율을 가진다. 이러한 성분조성비율로 인해, 제1마찰층(121)과 제2마찰층(122)은 밝은 은색을 띈다.
상기 구획벽(130)은, 마찰층(121, 122)의 내경에서 외경쪽으로 직경이 커지는 순으로 배열된 원형벽들과, 마찰층(121, 122)의 내경에서 외경쪽으로 방사형으로 뻗어나가는 직선벽들로 구성된다.
상기 동심원벽들과 직선벽들이 교차되면, 그 사이에 후술할 제2혼합물(X2)이 채워 질 공간(S, 도 4(c)참조)이 형성된다.
상기 구획벽(130)은, 도 1에 도시된 형상 외에, 다양한 형상(벌집무늬, 삼각무늬, 사각무늬)을 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다. 도 4(a) 내지 도 4(m)는, 도 3의 제1단계 내지 제7단계를 나타낸 도면들이다. 점선화살표는 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1) 또는 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)를 성형틀(M)로부터 꺼 내는 방향을 나타낸다. 실선화살표는 프레스의 상하 이동방향을 나타낸다.
본 발명의 제1실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법은,
도 4(a)에 도시된 바와 같이, 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제1혼합물(X1)을 성형틀(M)에 넣는 제1단계(S11);
도 4(b) 및 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 제1혼합물(X1)을 구획벽(130)의 형상이 바닥면에 음각된 프레스(P)로 제1혼합물(X1)을 가열/가압하여, 제1몸체(111)와 구획벽(130)을 만드는 제2단계(S12);
도 4(c)에 도시된 바와 같이, 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제2혼합물(X2)을 구획벽(130) 사이 공간(S)에 채워 넣는 제3단계(S13);
도 4(d)에 도시된 바와 같이, 제2혼합물(X2)을 프레스(P)로 가열/가압하여 제1마찰층(121)을 만드는 제4단계(S14);
도 4(e)에 도시된 바와 같이, 구획벽(130)과 제1몸체(111)와 제1마찰층(121)으로 구성된 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)를 성형틀(M)로부터 꺼내는 제5단계(S15);
도 4(f) 내지 도 4(j)에 도시된 바와 같이, 제1단계(S11) 내지 제5단계(S15)를 반복하여 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)를 만들고, 성형틀(M)로부터 상기 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)를 꺼내는 제6단계(S16);
도 4(k) 내지 도 4(m)에 도시된 바와 같이, 성형틀(M)에 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)와, 냉각채널(113)의 형상을 가진 가연체(V)와, 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 순서대로 쌓고, 프레스(P)로 가열/가압하여 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)를 만드는 제7단계(S17);
탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)에 열을 가하여, 탄화시키는 제8단계(S18);
탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)가 탄화되어 만들어진 탄소-세라믹 브레이크 디스크 탄화체에 규소를 녹여 침투시킨 후, 연마하는 제9단계(S19);를 포함한다.
이하, 제1단계(S11)를 설명한다.
제1혼합물(X1)은 50 vol%인 탄소섬유, 20 wt%인 페놀 수지를 혼합해서 만든다. 탄소섬유의 길이는 20 mm이다.
이하, 제2단계(S12)를 설명한다.
제1혼합물(X1)을 가열하는 온도는 120 ℃이다. 이를 위해, 프레스(P)에 히터(미도시)가 설치된다.
제1혼합물(X1)을 가압하는 압력은 4MPa이다.
프레스(P)의 표면에는, 도 1에 도시된 바와 같은 무늬가 음각되어 있다.
도 4(b)에 도시된 바와 같이, 프레스(P)가 제1혼합물(X1)을 가압하면, 제1혼합물(X1)이 음각된 공간으로 침투한다.
도 4(c)에 도시된 바와 같이, 제1혼합물(X1)이 굳으면, 제1몸체(111)와 구획벽(130)이 형성된다. 구획벽(130) 사이에는 제2혼합물(X2)이 채워지는 공간(S)이 형성된다.
상기 구획벽(130)은 폭이 0.5~1 mm이고, 높이가 0.5~2 mm이다. 구획벽(130)의 표면적은 제1마찰층(121) 전체면적의 10 % 이내여야 한다. 구획벽(130)이 외부로 많이 노출될 경우, 제동성능이 저하되기 때문이다.
이하, 제3단계(S13)를 설명한다.
제2혼합물(X2)은 40 vol%인 탄소섬유, 25 wt%인 페놀 수지, 첨가제 5 wt% 를 혼합해서 만든다. 탄소섬유의 길이는 200㎛이다.
도 4(c) 및 도 4(d)에 도시된 바와 같이, 구획벽(130) 사이 공간(S)에 제2혼합물(X2)을 채워넣어서, 제1마찰층(121)을 만드므로, 제1마찰층(121)의 높이(H1, 도 2참조)와 구획벽(130)의 높이(H2, 도 2참조)는 같게 된다.
이하, 제4단계(S14)를 설명한다.
제2혼합물(X2)을 가열하는 온도는 170 ℃이다. 제2혼합물(X2)을 가압하는 압력은 4 MPa이다.
이하, 제7단계(S17)를 설명한다.
도 4(k)에 도시된 바와 같이, 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)의 제1마찰층(121)이 아래쪽을 향하도록, 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)를 성형틀(M)에 넣는다. 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1) 위에 가연체(V)를 올려 놓는다. 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)의 제2마찰층(122)이 위쪽을 향하도록, 가연체(V)에 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)를 올려놓는다.
물론, 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)의 제2마찰층(122)이 아래쪽을 향하도록, 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)를 성형틀(M)에 넣고, 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2) 위에 가연체(V)를 올려 놓고, 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)의 제1마찰층(121)이 위쪽을 향하도록, 가연체(V)에 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)를 올려놓을 수도 있을 것이다.
도 4(l) 및 도 4(m)에 도시된 바와 같이, 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)의 제2마찰층(122)을 프레스(P)로 가열/가압하면, 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)의 제1몸체(111)와 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)의 제2몸체(112)로 가연체(V)가 파고 들어 가고, 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)와 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)는 달라붙는다. 이렇게, 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)와 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)가 결합된 성형체를 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)라 칭한다.
이하, 제8단계(S18)를 자세히 설명한다.
가연체(V)는, 600℃ 이상에서 열분해 된다. 열분해 후에는 잔류 탄소량이 3 중량% 미만인 것이 바람직하다. 이를 위해, 가연체(V)는, ABS수지(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer), 스티렌 수지(Styrene resin), 폴리에틸렌(Polyethylene), 아크릴 수지(Acrylic resin) 등과 같은 열가소성 수지로 만들어지는 것이 바람직하다.
불활성가스 분위기 또는 진공 분위기에서, 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성 형체(B)를 1000℃로 가열하면, 탄소(C) 성분만 남고 나머지 불순물은 연소된다. 가연체(V)는 타서 제거되고, 가연체(V)가 타고 남은 빈자리는 냉각채널(113, 도 1참조)이 된다.
탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)는 탄화 후에, 1.0 ~ 1.7 g/㎤의 밀도, 50% 이하의 기공률을 갖는다.
이하, 제9단계(S19)를 자세히 설명한다.
탄소-세라믹 브레이크 디스크 탄화체를 규소 분말 위에 놓는다.
불활성가스 분위기 또는 진공 분위기에서, 규소의 녹는 점인 1410℃ 이상으로 가열한다. 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)에 규소가 녹아 침투한다.
침투한 규소는 잔류하는 탄소 성분과 반응하여 탄화규소(SiC)가 된다.
탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)에 규소가 녹아 침투하면, 제1마찰층(121)과 제2마찰층(122)은, SiC 75 wt% 이상, Si 0~25 wt% 그리고 C 0.5 wt% 이하의 성분조성비율을 가진다.
탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)에 규소가 녹아 침투하면, 제1몸체(111)와 제2몸체(112)는, SiC 25~50 wt%, Si 0~25 wt% 그리고 C 30~60 wt%의 성분조성비율을 가진다.
상기 제1몸체(111)와 제2몸체(122)와 구획벽(130)이 제1혼합물(X1)로부터 만들어지므로, 제1몸체(111)의 성분조성비율과 제2몸체(112)의 성분조정비율과 구획벽(130)의 성분조성비율은 동일하다. 따라서, 구획벽(130)은, SiC 25~50 wt%, Si 0~25 wt% ,C 30~60 wt%의 성분조성비율을 가진다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법을 설명한다. 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법은, 구획벽의 형상이 음각된 프레스(P)로 제1혼합물(X1)을 가열/가압하여 구획벽(130)을 형성하는 대신에, 구획벽(130)을 제1몸체(111)의 표면에 기계가공(Shaping and Planing)하여 형성한다. 나머지는 본 발명의 제1실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법과 동일하므로 설명을 생략한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법은,
탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제1혼합물(X1)을 성형틀(M)에 넣는 제1단계(S31); 제1혼합물(X1)을 프레스(P)로 가열/가압하여, 제1몸체(111)를 만드는 제2단계(S32); 제1몸체(111)의 표면에 기계가공으로 구획벽(130)을 만드는 제3단계(S33); 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제2혼합물(X2)을 구획벽(130) 사이 공간(S)에 채워 넣는 제4단계(S34); 제2혼합물(X2)을 프레스(P)로 가열/가압하여 제1마찰층(121)을 만드는 제5단계(S35); 구획벽(130)과 제1몸체(111)와 제1마찰층(121)으로 구성된 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)를 성형틀(M)로부터 꺼내는 제6단계(S36); 제1단계(S31) 내지 제6단계(S36)를 반복하여, 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)를 만들고, 성형틀(M)로부터 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)를 꺼내는 제7단계(S37); 성형틀(M)에 상기 제 1 탄 소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B1)와, 냉각채널(113)의 형상을 가진 가연체(V)와, 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B2)를 순서대로 쌓고, 프레스(P)로 가열/가압하여 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)를 만드는 제8단계(S38); 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)에 열을 가하여, 탄화시키는 제9단계(S39); 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체(B)가 탄화되어 만들어진 탄소-세라믹 브레이크 디스크 탄화체에 규소를 녹여 침투시킨후, 연마하는 제10단계(S40);를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면 Ⅱ-Ⅱ를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4(a) 내지 도 4(m)는, 도 3의 제1단계 내지 제7단계를 나타낸 도면들이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법을 나타낸 순서도이다.
Claims (8)
- 제1몸체와 제2몸체로 구성된 몸체;상기 제1몸체로부터 돌출된 구획벽 사이 공간에 형성된 제1마찰층; 및상기 제2몸체로부터 돌출된 구획벽 사이 공간에 형성된 제2마찰층;을 포함하는 탄소-세라믹 브레이크 디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 마찰층은, SiC 75 wt% 이상, Si 0~25 wt%, C 0.5 wt% 이하의 성분조성비율을 가지는 탄소-세라믹 브레이크 디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 몸체 및 구획벽은, SiC 25~50 wt%, Si 0~25 wt% ,C 30~60 wt%의 성분조성비율을 가지는 탄소-세라믹 브레이크 디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 마찰층의 높이(H1)와 구획벽의 높이(H2)는 같은 탄소-세라믹 브레이크 디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 구획벽의 표면적은 상기 마찰층 전체면적의 10 % 이내인 탄소-세라믹 브레이크 디스크.
- 제1항에 있어서, 상기 구획벽은, 상기 마찰층의 내경에서 외경쪽으로 직경이 커지는 순으로 배열된 원형벽들과, 상기 마찰층의 내경에서 외경쪽으로 방사형으로 뻗어나가는 직선벽들로 구성된 탄소-세라믹 브레이크 디스크.
- 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제1혼합물을 성형틀에 넣는 제1단계;상기 제1혼합물을 구획벽의 형상이 바닥면에 음각된 프레스로 가열/가압하여, 제1몸체와 상기 구획벽을 만드는 제2단계;탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제2혼합물을 상기 구획벽 사이 공간에 채워 넣는 제3단계;상기 제2혼합물을 상기 프레스로 가열/가압하여 제1마찰층을 만드는 제4단계;상기 구획벽과 상기 제1몸체와 상기 제1마찰층으로 구성된 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 상기 성형틀부터 꺼내는 제5단계;상기 제1단계 내지 제5단계를 반복하여 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 만들고, 상기 성형틀로부터 상기 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 꺼내는 제6단계;상기 성형틀에 상기 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체와, 냉각채널의 형상을 가진 가연체와, 상기 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 순서대로 쌓고, 상기 프레스로 가열/가압하여 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 만드는 제7단계;상기 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체에 열을 가하여, 탄화시키는 제8단 계; 및상기 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체가 탄화되어 만들어진 탄소-세라믹 브레이크 디스크 탄화체에 규소를 녹여 침투시킨 후, 연마하는 제9단계;를 포함하는 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법.
- 탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제1혼합물을 성형틀에 넣는 제1단계;상기 제1혼합물을 프레스로 가열/가압하여, 제1몸체를 만드는 제2단계;상기 제1몸체의 표면에 기계가공으로 구획벽을 만드는 제3단계;탄소섬유 및 페놀수지가 혼합된 제2혼합물을 상기 구획벽 사이 공간에 채워 넣는 제4단계;상기 제2혼합물을 상기 프레스로 가열/가압하여 제1마찰층을 만드는 제5단계;상기 구획벽과 상기 제1몸체와 상기 제1마찰층으로 구성된 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 상기 성형틀부터 꺼내는 제6단계;상기 제1단계 내지 제6단계를 반복하여 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 만들고, 상기 성형틀로부터 상기 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 꺼내는 제7단계;상기 성형틀에 상기 제 1 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체와, 냉각채널의 형상을 가진 가연체와, 상기 제 2 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 순서대로 쌓고, 상기 프레스로 가열/가압하여 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체를 만드는 제8단계;상기 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체에 열을 가하여, 탄화시키는 제9단계; 및상기 탄소-세라믹 브레이크 디스크 성형체가 탄화되어 만들어진 탄소-세라믹 브레이크 디스크 탄화체에 규소를 녹여 침투시킨 후, 연마하는 제10단계;를 포함하는 탄소-세라믹 브레이크 디스크를 제조하는 방법.
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| KR101216144B1 (ko) | 2012-12-27 |
| WO2011027944A1 (en) | 2011-03-10 |
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